虚拟手术是将计算机图形学、虚拟现实、仿真技术、人机交互、现代医学等多个学科融合在一起的新学科。虚拟仿真手术用到多个领域的知识,并将这些技术融合在一起,根据实际手术操作和手术环境,利用虚拟现实技术进行模拟,提供一个虚拟的手术环境。医生可以通过仿真手术系统做实验,对手术流程更加熟悉。学生可以通过仿真手术系统进行训练,降低了训练成本,因为传统的训练方式一般是使用人造模型、尸体、动物模拟等,训练成本高,且资源稀少。虚拟手术系统会给使用者提供多通道的反馈,使用者可以获得逼真体验。对于使用者来说,虚拟手术系统可完成的不只是训练功能,还可根据实际环境的数据对手术参数进行设定,在模拟环境中进行手术试验,风险预测,流程设计,手术流程优化等。但是,许多虚拟手术系统的研发往往局限于特定的手术场景和操作方式,缺乏整体性的规划分析,系统的通用性和扩展能力较弱,不能满足医院多种类型的手术需求,重复开发问题严重。本文设计和实现了一款具备通用性的虚拟手术系统,首先通过实际的工作调研和同类软件的功能分析,我们从功能和性能两个方面定义了系统的需求,给出了系统工作的基本流程。在系统设计和实现部分,我们分析了虚拟手术系统的物理架构,内部逻辑结构和功能架构,具体的,系统采用C/S结构,在MFC框架下进行开发;系统的核心功能包括:模型管理、场景管理、行为引擎、场景渲染和交互界面5大部分,他们分别为虚拟手术的运行提供了底层数据、运算逻辑、协调和记录以及用户交互;接下来,论文详细阐述了基于Vega Prime的生物器官建模,基于层次包围盒方法的碰撞检测技术,基于PHANToM的虚拟力反馈技术和基于FSM和XML的行为引擎的设计和实现。在论文最后,我们对系统进行了整体测试并对测试结果进行了分析。